CN1922894A

CN1922894A - 形成图像信息的电子装置、该电子装置中的方法以及用于实现该方法的程序产品

Info

Publication number: CN1922894A
Application number: CNA2005800060213A
Authority: CN
Inventors: J·韦尼卡诺亚; M·埃罗梅基
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 2004-02-25
Filing date: 2005-02-24
Publication date: 2007-02-28
Also published as: FI115947B; KR20060125866A; KR100934424B1; WO2005081545B1; FI20045055A0; US7961234B2; WO2005081545A1; US20080225129A1; EP1723803A1; EP1723803B1

Abstract

本发明涉及一种电子装置(10)。该装置(10)包括用于形成和位于成像方向上的物体有关的数据的照相机装置(12)，在这种情况下所述照相机装置包括至少两个照相机单元(CAM1、CAM2)和数据处理装置(11)，其设置为按照对应于当前选定的成像模式的方式处理利用照相机装置形成的数据，从而形成图像信息。在该装置中，照相机单元(CAM1、CAM2)相对于彼此的相互位置被设置为对应于当前的成像模式而改变。

Description

形成图像信息的电子装置、该电子装置中的方法以及用于实现该方法的程序产品

技术领域

本发明涉及电子装置，其包括：

-用于形成与位于成像方向上的物体有关的数据的照相机装置，在这种情况下所述照相机装置包括至少两个照相机单元，以及

-数据处理装置，其设置为根据当前选择的该装置的成像模式，处理由照相机装置形成的数据，从而形成图像信息。

此外，本发明还涉及一种系统、一种方法、一种程序产品和一种照相机模块。

背景技术

如今，诸如便携设备之类的电子设备装备了一个照相机单元。这种配置实际上非常适合以适度的分辨率进行一般静止和视频成像。然而，随着发展，未来的装置及其用户群将会要求新的成像方式出现。

这种新的成像方式的一个实例是3D成像。未来将投放市场的装置具有三维显示器，或者该装置允许执行3D应用。必须为此生成内容，从而能够充分利用该显示器和应用的新特性。众所周知，3D图像的信息量优于例如传统2D图像的信息量，这是其更令人关注的原因之一。

根据本领域的情况，3D图像能够由同时拍摄的两幅分离图像构成。如果所拍摄的物体是固定不动的，则使用者可以在拍摄图像过程中轻微地向左或向右移动该设备来拍摄两幅分离图像。或者，如果所拍摄的物体为运动的，则这种成像方法不太适合。照相机的位置对于基于连续拍摄的3D照相机成像也是非常重要的。如果照相机的位置不足够精确的话，在图像中将会出现所谓的赝像，即不希望的畸变。粗糙的轮廓就是这种赝像的一个实例。

全景成像是新的成像方式的另一个实例。根据本领域的情况，利用特殊的镜头配置能够形成全景图像。然而，该镜头配置构成了非常复杂和成本更高的整体，其中便携设备的尺寸因素也造成了对其自身的限制。如果利用镜头系统将全景功能性配置到该装置中，那么至少将产生增加该装置高度的影响。还设有集成照相机功能性的已知便携电子设备到目前为止完全缺乏全景成像功能性。

此外，已知种类的照相机装置，特别是它们应用的图像传感器仅具有一定的且十分有限的图像分辨率。这造成了处理图像分辨率的问题，并且这个问题不能仅利用已知种类的图像传感器来解决。如果希望提高分辨率，则需要质量更好的传感器，但是应用这种传感器会增加该装置的销售价格。此外，如果例如要由该图像制作扩印片，则有限的分辨率会造成诸如颗粒度方面的问题。

欧洲专利申请第1357726号(NEC公司)公开了一种移动台，其中具有与显示部件设置在同一侧的两个照相机。该显示部件设置为在水平和垂直位置之间旋转。在这种情况下，这两个照相机将会生成3D图像信息。然而，其中该照相机彼此之间的相互位置为固定的，所述的照相机配置不是用于生成3D图像信息的最佳方式，其也不适于实现更多的不同成像模式。

发明内容

本发明希望制造一种新型的用于形成图像信息、装备有照相机装置的电子装置，以及在该电子装置中的方法。权利要求1中记载了根据本发明的装置的特征，并且在权利要求27中记载了该方法的特征。此外，本发明还涉及一种系统、一种程序产品以及一种照相机模决，权利要求14、38和47中记载了其特征。

在根据本发明的解决方案中，设置在该装置中的是能够瞄准成像方向的两个照相机单元，它们相对于彼此的相互位置设置为能够对应于当前的成像模式而被改变。相对于正在成像的物体的瞄准能够为至少部分的或者几乎完全的，这取决于所选择的成像模式。此处，术语“完全瞄准”是指照相机单元正直地瞄准物体的情况。根据该方法，该照相机单元能够用于本质上同时成像。在本文中，本质上同时成像是指完全同时地进行成像的情况，或者另一方面还指其中该照相机单元用于在拍摄之间以难以计算地短的延迟连续捕获图像信息的成像。例如，当所要成像的物体保持完全静止时，这种非常短的延迟是可以实现的。

根据第一实施例，该照相机单元本质上可以相互分开地设置，使得它们相互之间具有例如固定的距离。根据另一实施例，该照相机单元还可以是可移动的。在这种情况下，能够调整它们之间的距离，并且它们是例如可以彼此相对旋转的，以便获得希望的成像模式。根据本发明的解决方案以令人惊奇的方式提供了几种不同的成像模式。这是通过彼此相对旋转照相机来实现的。除了旋转照相机之外，或者替代地，还能够改变照相机之间的相互距离，以便对应于当前的成像模式。

此外，根据第三实施例，该照相机单元可以按照确定的方式相互连接。在本文中，还能够非常宽泛地将“连接”理解为例如机械连接或者数据传输连接。

本发明允许几种成像模式。能够由相互独立的两个照相机模块单元形成的图像数据集构成单一的输出图像。

在可能的成像模式中，首先提一下3D图像的形成。3D图像是在各个图像之间没有任何这样的装置传送动作的情况下产生的，该装置传送动作早先是在例如利用一个照相机单元的3D成像过程中所需要的。

高分辨率图像是可以利用本发明实现的成像模式的另一个实例。根据一个实施例，提供了比已知的单传感器成像技术高一倍的分辨率。

能够实现的成像模式的第三个实例是宽范围成像，即全景图像。利用本发明，可以在没有任何特殊的已知镜头配置的情况下生成这些图像，该镜头配置诸如单传感器解决方案中的已知镜头。根据一个实施例，在全景成像过程中，例如可以由使用者来调整传感器之间的成像夹角。在某些方面改进的分辨率特征也可以用于全景成像。

为了可以实现这三个实施例，能够按照选定的方式使照相机单元彼此相对移动，从而获得每种成像模式。照相机的移动可以包括改变它们彼此相对的对准，使得该照相机能够彼此相对旋转，或者能够改变照相机之间的距离。根据一个装置实施例，照相机单元之间距离的调整能够与照相机单元之间成像夹角的调整相同步。因此，距离的调整也将调整照相机单元之间的夹角。

此外，本发明不仅涉及一种系统，还涉及一种程序产品，以便根据照相机单元的相互位置识别选定的操作模式，并且根据该照相机单元提供的数据，按照选定的操作模式形成图像信息。根据一个实施例，该程序产品包括能够用于将所形成的有关被成像物体的数据至少部分地组合的功能性，例如用于全景成像。还能够完全组合数据，从而允许超分辨率成像。3D成像模式还需要其自身的算法，以便按照该模式所需的方式处理数据。

能够非常简单地实现根据本发明的方法在目前的电子装置和计划中的电子装置中的集成。根据一个实施例，该装置还能够仅仅设有第二照相机单元、设有照相机单元的控制功能以及一些程序模块，以便允许不同的成像模式。

通过所附的权利要求书，根据本发明的电子装置、方法、系统、程序产品和照相机模块的其它特征都是显而易见的，同时在说明书部分中详细说明所能够实现的其它优点。

附图说明

以下，将参照附图更加详细地描述本发明，不限于本文中所述的

实施例，在附图中：

图1表示了根据本发明的装置的实例的大致结构图，

图2表示了根据本发明的装置中的照相机单元的原理图，

图3表示了3D成像的原理图，

图4表示了全景成像的原理图，

图5表示了提高图像分辨率的成像的原理图，

图6和7表示了照相机模块实施例的实际实现方案的实例，

图8a-8b表示了不同成像模式下的装置实例，

图9表示了设置为在3D成像模式下更精确地移动的照相机单元，

图10表示了在超分辨率成像模式下的照相机单元，以及

图11表示了在宽远景成像模式下的照相机单元。

具体实施方式

如今，许多电子装置10经常包括照相机装置。除了数字照相机之外，这种装置的实例是移动台、PDA(个人数字助理)装置和其它的这种“智能通信设备”，其中Palm类型的装置作为一个实例而被提及。在本文中，实际上能够更加宽泛地理解“电子装置”的概念。例如，其可以是一个装置，其具有或能够具有数字成像能力。在下文中，将结合移动台10通过举例的方式描述本发明。

图1表示了装置10中有关涉及本发明的部件功能的大致示意实例，其同时还构成了系统。装置10可以包括图1所示的功能部件，这些部件本身都是已知的，并且其中照相机装置12可以作为用于实现根据本发明的系统的必要部件而被提及。

利用数据传输接口而连接设置的照相机装置12和成像电路11可以包括本身已知类型的组件(CCD、CMOS)以及程序模块，其用于捕获并处理静止和/或运动图像数据，并且利用该图像数据在例如该装置10中可能提供的显示器19上形成能够检查的图像信息，或者形成图像数据，从而按照选定的存储格式存储在该装置10的存储介质中。将实施图像数据处理的成像电路(imaging chain)11用于根据每次选定的成像模式或者成像参数设定，按照确定的方式处理照相机装置12对位于成像方向上的物体所形成的数据。

根据本发明，本案中使用的通称“照相机装置”一般而言表示至少两个照相机单元CAM1、CAM2以及所有这样的技术，其通常涉及在进行数字成像时的照相机模块。该照相机装置12可以处于与装置10相连的固定位置，或者也可以按照可以拆卸的方式安装到装置10上。

在根据本发明的解决方案中，照相机装置12目前包括至少两个照相机单元CAM1、CAM2，能够改变这两个单元的相对位置，从而对应于当前选择的成像模式。例如，主要沿着相同的成像方向(图2-5中的箭头)相对于装置10引导照相机单元CAM1、CAM2。照相机单元CAM1、CAM2的方向可以是这样的，即它们至少部分地朝向共同的曝光方向。这样，它们能够至少部分地覆盖彼此的成像区段。因此，照相机单元CAM1、CAM2可以具有其自身的物理分离并且独立的图像传感器12.1、12.2。另一方面，以下的配置也是可能的，其中照相机单元CAM1、CAM2实质上位于一个并且相同的模块化照相机组件中，然而，尽管如此本质上形成了两个照相机单元。

照相机单元CAM1、CAM2或者尤其是包含在照相机单元中的图像传感器12.1、12.2可以是相同的，并且可以朝曝光方向将它们设置在装置10中的相同侧上，该方向对于这两个单元而言至少部分相同。此外，当该装置10固定在其基本位置时(例如，在移动台的情况下，其处于垂直位置)，传感器12.1、12.2可以位于相同的水平高度上，由此使它们并排放置。

此外，该装置10可以包括本身已知或者正在研发的显示部件19，其用于为使用者显示信息。因此，照相机单元CAM1、CAM2能够位于该装置10与显示组件19相反的一侧，使得它们主要指向共同成像方向。当然，该照相机CAM1、CAM2也能够位于与显示组件19相同的一侧，这是因为本发明并不阻止这样做，也不阻止由根据本发明的至少两个照相机单元CAM1、CAM2构成的、设置在该装置两侧的配置。

然而，从本发明的观点来看，显示器19也决不是必须的。然而，显示器19的存在获得了以下优点，即在进行成像之前，在用作取景器的显示器19上检查位于和显示组件19相反方向上的选定成像物体。也可应用本发明的监测照相机能够作为不具有显示器的配置的一个实例而提及。此外，该装置10还包括处理器功能性13，其包括用于控制该装置10的不同功能14的功能性。

在根据本发明的装置10中，当实施成像时，照相机单元CAM1、CAM2主要同时工作。根据第一实施例，这表示本质上同时触发动作的成像时刻。根据另一个实施例，如果所拍摄的物体允许，例如甚至可以允许成像时刻存在短时差。因此，例如与利用两个成像传感器12.1、12.2同时精确实施成像的情况相比，该装置10的成像电路11不需要必须具有这样有效的数据处理能力。

图2进一步在原理层面表示了本发明，并且仍然还参照图1。照相机单元CAM1、CAM2相对于彼此的位置是能够改变的。根据一个实施例，使用者的操作、手动移动至少一个照相机单元CAM2都能够改变相互位置。根据另一个实施例，例如利用伺服电机也能够实现照相机单元CAM1、CAM2的移动。同样，一般而言，照相机单元CAM1、CAM2能够彼此相对地移动到对应于当前成像模式的设定。取代将照相机单元CAM1、CAM2设置成可移动的，该设备壳体也可以允许照相机单元CAM1、CAM2的相互位置改变，从而对应于当前的成像模式。在这种情况下，能够将该设备壳体设置为照相机单元分别处于其自身的壳体部件中。该壳体部件可以按照以下方式设置在彼此当中，即照相机单元的彼此相对位置，例如它们之间的距离和/或夹角能够彼此相对改变。因此，这两个照相机单元CAM1、CAM2能够位于其各自的壳体部件中，该壳体部件能够设置为相对于彼此伸缩移动(照相机单元CAM1、CAM2之间的距离调整)和/或围绕铰链点旋转(成像角度的调整)。

移动照相机单元CAM1、CAM2的一个实例是使照相机单元CAM1、CAM2瞄准，从而允许该装置10中的不同成像模式的能力。根据一个实施例，利用该设备10中的程序代码16.4能够处理这个问题，由此控制了调整照相机单元CAM1、CAM2之间的距离和/或夹角的伺服系统。例如，通过使照相机单元CAM1、CAM2相对于彼此进行旋转，能够实施照相机单元CAM1、CAM2的瞄准。能够非常自由地选择旋转方向。此外，当进行成像时，照相机单元CAM1、CAM2之间的距离A可以是固定的。可以根据例如图像传感器12.1、12.2的尺寸或者装置10的尺寸要素来选择距离A。当然，也可以由使用者来调整该距离，或者如后面描述的那样自动进行调整。

图3表示了由旋转照相机单元CAM1、CAM2的可能性构成的第一成像模式实施例。根据该实施例，传感器12.1、12.2能够按照确定的方式朝彼此旋转，使得当进行成像时，它们彼此之间存在恒定距离A。根据一个实施例，传感器12.1、12.2的旋转角度及其成像范围的方向可以用于模拟人眼工作的原理。因此，在设想通过图像传感器12.1、12.2中心点的直线或者垂直平面中，至少其中一个相对于成像方向上的水平平面S的夹角α、β能够略微小于90°，或者正好90°。所讨论的这个实施例允许3D成像。通过照相机单元CAM1、CAM2彼此相对的可旋转性而实现了特定优点，特别是与3D成像相关的优点是立体效应的调整。因此，图像传感器12.1、12.2能够瞄准在正确的点上，从而获得具有更好的深度效果的结果。利用选定的数据处理算法16.3对图像传感器12.1、12.2形成的被成像物体的最终数据进行处理，这样可以形成该数据的3D图像信息(图8a中的IMAGE_3D)。图像传感器12.1、12.2的数据相对于彼此存在相位差。

此外，如果该装置10设有例如特殊的3D显示器，则能够调整照相机传感器12.1、12.2的观察方向，以最小化可能的畸变，例如赝像。赝像的识别和校正也可由程序16.3来实现。

根据图4所示的另一实施例，图像传感器12.1、12.2还能够按照凸出的方式彼此相对旋转，即彼此远离。因此，前面设想为通过图像传感器12.1、12.2的直线或者垂直平面相对于水平面S的相应夹角α、β会大于90°(或者至少其中的一个)。因此，设想为通过传感器12.1、12.2的直线将在与图像传感器12.1、12.2的曝光方向相反的一侧上相交，即在图像传感器后面相交。图像传感器12.1、12.2的相互旋转角度可以设置为使希望的成像范围进入能够利用取景器19进行检查的成像窗口。通过使用者的操作也能够进行瞄准，这将在后面进行描述。

在全景/宽全景成像模式下，由于利用传感器12.1、12.2形成的图像需要部分重叠，从而限制了图像传感器12.1、12.2的旋转角度。因此，该数据处理装置16.2用于将照相机单元CAM1、CAM2形成的数据组合起来，因此按照以下方式将数据至少部分地相互组合起来，即两幅部分图像IMAGE_CAM1、IMAGE_CAM2的至少一部分边缘区域位于彼此的顶部。在根据该实施例的情况下，左图像传感器12.1的右侧边缘的图像信息以及右图像传感器12.2的左侧边缘的图像信息按照重叠的方式沿着所需的区域OA设置。

区域OA的尺寸受到例如希望的全景图像的区域范围的影响。全景成像时的范围越大，区域OA重叠的越小。缝合最终的图像信息，以形成全景类型的图像17，其至少在照相机单元CAM1、CAM2的中间图像信息区域OA处具有双倍分辨率，该中间图像信息区域位于彼此的顶部(图8c中的IMAGE_F)。程序代码16.2能够用于根据图像IMAGE_CAM1、IMAGE_CAM2来识别公共区域OA，然后据此来合并图像。全景图像的尺寸的一个实例是2560×960。全景成像允许例如16∶9和16∶6的图像格式比。

图5表示了根据本发明的配置同样允许的又一个实施例，即第三实施例。此处，相邻的两个图像传感器12.1、12.2沿相同的方向以直角指向前方，由此设想为通过这两个图像传感器的直线与成像方向上的水平平面之间的夹角α、β基本上为90°，因此它们是平行的。该图像传感器目前相互之间的距离小于例如3D成像模式下它们之间的距离。本实施例可以获得图像信息分辨率的本质提高。同样，在本实施例中，利用由程序执行的一个或多个算法，在该装置10的数据处理装置16.1中，将这两个图像传感器12.1、12.2形成的图像数据置于彼此的顶部，由此与常规单传感器实现方案相比，获得了具有相当高分辨率的照片(图8b中的IMAGE_S_R)。如果图像传感器12.1、12.2的分辨率为例如三百万像素的级别，那么由这两个图像传感器共同形成的数据集能够构成六百万像素的图像。

更一般的是，用于形成两个全景图像以及具有更高像素密度的图像的“重叠算法实现方案”对于本领域的专业人士而言是显而易见的，因此在本文中将不对此进行进一步的描述。而且，3D算法也能够按照多种不同的方式来实现。在本说明书最后一页的参考文献表上列出了与这些算法相关的一些参考文献。

为了旋转照相机单元CAM1、CAM2，也可以将它们相互连接。在这种情况下，根据第一实施例，连接表示机械连接，其能够用于在改变成像模式或者进行校正时使图像传感器12.1、12.2的旋转动作同步。因此，该装置10可以包括特殊的臂配置16.6(图1)，或者一些其它的类似移动机构，利用这些配置或装置，通过例如为它们设置的轴组，使用单一的旋转设备16.5来旋转图像传感器12.1、12.2。另一方面，两个图像传感器12.1、12.2也可以具有其自身的旋转设备(未示出)，可以相互独立地对它们进行控制。该装置10还能够包括用于改变照相机单元CAM1、CAM2之间距离的伺服配置。

图6和7表示了根据本发明的照相机配置12的实例。使用这种简单的照相机机构允许一个照相机CAM1根据特定的成像模式在各个位置之间线性移动。此外，使用相同的机构还允许照相机CAM1、CAM2相互以设定角度对准。

在本实施例中，手动实现照相机的移动，即使用者使至少一个照相机CAM1移动到视希望的成像模式而定的场所或位置。因此，还将第二照相机CAM2调整到对应于该成像模式的位置，前提是该成像模式需要这种调整。除了手动实施移动/旋转之外，电机化移动/旋转也是可能的。根据一个实施例，当调整照相机单元CAM1、CAM2之间的距离时，甚至能够使旋转同步进行。

在这种情况下，由FPC应用来构成该机构(FPC，柔性印刷电路)。其包括与单一连接器29分离的两个分开的FPC 20、21。该连接器29可以是例如板到板(board-to-board)连接器，其能够与该装置10的电路板相连。根据FPC技术，所讨论的配置也称作空气间隙结构。照相机CAM1、CAM2与每个FPC20、21相连。利用例如SMD插槽能够构成该连接。当然，照相机CAM1、CAM2也能够直接与FPC20、21相连。该FPC20、21也能够具有位于插槽之下的加强件37.1、37.2。

一个FPC20能够包括附着其上的小限位器元件23，其位于固定的照相机单元CAM2的前面。该限位器23用于使配置为紧邻固定的照相机单元CAM2线性移动的照相机单元CAM1停止。该限位器元件23还允许照相机CAM1、CAM2彼此相对移动，后面对此进行描述。利用例如粘结剂，该限位器元件23能够附着到FPC20上。此外，在FPC20的端部可以具有加强件35。该加强件35用于利用例如粘结剂将FPC20的一端与金属底板22连接。在加强件35中具有孔30，以用于在该装置10内固定照相机模块12的一端(图8a)。

抵靠背板沿着其最长的尺寸来支撑该FPC结构20、21，该背板例如金属薄片板22。在金属片22中，具有安装孔30和标志棘轮孔31(index-click hole)。塑料滑动部件25能够在金属底板22的导轨中从其一端到另一端滑动，在该塑料滑动部件中具有热标桩金属薄片弹簧26。该滑动部件25具有凹槽，该凹槽将该部件保持在适当的位置，并且允许它沿着金属底板22的长边滑动。

从该装置壳体41凸出的手指按钮42安装在该滑动部件25上，以用于调整照相机单元CAM1、CAM2之间的距离(图8b)。在滑动部件25中具有用于手指按钮42的凹槽42’(图7)。利用该手指按钮42，使用者能够将可移动照相机单元CAM1远离或接近固定在适当位置的照相机单元CAM2滑动。在该装置10壳体41的朝上的壳体表面中，为该手指按钮42配置了伸长的凹槽43.2(图8b)。还沿着成像方向在壳体41中为照相机CAM1、CAM2配置了伸长的凹槽43.1(图8b)。其还能具有某种快门机构，利用该快门机构，在通过线性移动照相机CAM1来改变照相机CAM1、CAM2之间的相互距离时，能够关闭凹槽43.1。当然，第二照相机单元CAM2也能够为线性可移动的。

在金属薄片板26中形成轻重量的压缩弹簧卡子27和标志棘轮图案结构32。该图案结构32能够为凹痕形式的，其用于使配置为在导轨22中移动的照相机CAM1锁定在希望的位置，从而获得各种成像模式。按照以下方式设置凹痕32的位置，即其适合设置在金属板22中的计数位置31，在本实例中具有3个计数位置。在组装过程中，利用例如热标桩安装，将金属薄片板26附着到塑料滑动部件25上。然后通过一起按压组件25、26，使该金属薄片板26中的开口33与滑动部件25中的凸起34对准，此后使该凸起34熔化到开口33中，并且金属薄片板26仍然附着于滑动部件25上。

此后，利用塑料固定帽元件24能够封闭该模块12的自由端。利用弹簧锁使元件24附着于金属底板22。为此，在该金属底板22端部的边缘中具有小凹槽36，在组装过程中将元件24锁定到该凹槽中的适当位置。如图6中清晰所示，在锁定元件24中具有用于FPC20、21的导轨开口。该帽元件24在FPC21移动的同时还控制其滑动。由于元件24的存在，该FPC21从该配置朝外突出，并且不会不利地在照相机CAM1前面折叠。该元件24还以受控的方式将FPC20、21引导到模块12的后部和装置电路板连接器。在帽元件24和金属底板22中具有孔30，以用于将照相机模块12附着于该装置10的内部/壳体结构41。利用例如相互粘接的胶合或者类似的配置以及弹簧锁，能够安装属于该配置的组件并且使它们相互附着。利用粘接技术(AFC)、直接焊接能够直接使照相机CAM1、CAM2附着于FPC20、21，或者通过照相机插槽使照相机CAM1、CAM2附着于FPC20、21。

图8a-8c以各种成像模式配置表示了图6和7中所示的照相机设备应用的实例。图8a表示了在允许3D成像的情况下的照相机配置。此时该照相机单元CAM1、CAM2相互之间存在一定距离(例如40-60mm)。其中，利用程序算法16.1，在显示器19中将两幅具有轻微相互偏离OA(例如40-60mm)的图像组合，从而形成3D图像IMAGE_3D。当获得更加真实的3D效果时，取代常规的LCD显示器，该显示器19也可以是3D型的。

如图9所示，由于存在小的轻重量压缩弹簧部件27，该照相机CAM1保持正确对准，直线指向前方。因此，照相机CAM1的方向实质上与FPC20、21成90度夹角。当照相机CAM1、CAM2进入后面描述的全景成像模式时，弹簧27从抬起的边缘朝FPC20按压照相机CAM1。FPC20、21在塑料滑动部件25后面从该配置出来。现在已经将位于顶部的FPC21的大部分推出模块12。该塑料固定帽24控制FPC带20、21作为小型组件保持在该装置10的壳体结构41内。在该装置10内必须存在用于照相机单元CAM1的FPC带回路的足够空间28，该照相机单元CAM1相对于固定照相机CAM2线性移动(图8a)。该照相机CAM1的线性路径的长度可以是例如40-60mm。

图8b表示了通过沿着金属底板22中的导轨，使照相机单元CAM1线性滑动，从而将其移动到固定照相机CAM2的中间附近的位置的情况。当塑料滑动部件25沿着由金属底板22形成的导轨滑动时，利用手指按钮42进行滑动。然后可以进行超分辨率成像。现在，利用程序代码16.2能够由例如两幅三百万像素图像构成六百万像素图像IMAGE_S_R。图10更加详细地表示了这种超分辨率照相机配置。轻重量压缩弹簧卡子27保持运动照相机CAM1的定位与配置为固定在适当位置的照相机CAM2的定位本质上平行。因此，这两个照相机CAM1、CAM2相对于FPC20、21的夹角本质上为90度。如图8b所示，照相机CAM1、CAM2的锥体基本上重合。

图8c表示了照相机CAM1、CAM2能用于生成全景/宽全景图像IMAGE_P的情况。其中，利用代码16.3能够将具有4∶3格式的两幅图像接合在一起，从而产生具有16∶9或者16∶3格式的全景图像IMAGE_P。在本实施例中，照相机CAM1的定位与配置为固定在适当位置的照相机CAM2的定位不相平行，取而代之的是在照相机CAM1、CAM2的成像方向之间形成预定的夹角。

图11更加详细地表示了在这种全景成像情况下的照相机CAM1、CAM2的位置。当朝固定在适当位置设置的照相机CAM2进一步推动照相机CAM1时，使照相机单元CAM1、CAM2的相对边朝上离开FPC20、21的表面上升，如图11所示。在设置为移动的照相机CAM1后部的加强件37.2对固定照相机CAM2的前侧上的塑料挡板23施压，从而使该结构向上弯曲。能够使该挡板23面对加强件37.2的边缘倾斜，这将有助于照相机CAM1、CAM2占据该角度位置。通过照相机CAM1、CAM2旋转到相对于彼此的设定角度，并且使它们略微彼此远离来产生弯曲。

这两个照相机CAM1、CAM2的旋转角度可以在10-20度数量级内。照相机CAM1、CAM2的FPC20、21起到允许旋转的薄片铰链的作用。在固定照相机CAM2的FPC20中，在其固定帽24一端具有小自由回路(图9)，其也允许照相机CAM2的类似的角度变化。照相机CAM1的轻重量压缩弹簧27也向上弯曲。当设置为移动的照相机CAM1远离全景配置移动时，该弹簧卡子27使照相机CAM1返回到与FPC平面对齐。然后，照相机CAM2也返回平行于照相机CAM1的定位。

图11非常清晰地表示了FPC20、21如何相对于金属底板22形成该配置中的各层。该图还表示了在金属底板22中具有用于照相机CAM2的小凹槽39。该凹槽终止于阈值39’处，其近似对应于照相机CAM2的加强件37.1的边缘。通过在紧邻加强件35的侧面上使FPC20弯曲，也允许照相机CAM2旋转。尤其利用滑动部件25中位于照相机CAM1的两个边缘上的条来防止照相机的过量弯曲(图11)。保持在照相机CAM1、CAM2之间的条防止弹簧卡子27升的过高，而位于照相机CAM1另一侧面上的条防止照相机单元CAM1的过量旋转。FPC20、21彼此相对容易地滑动，这对其而言允许照相机CAM1、CAM2一起更接近地线性移动以及彼此远离移动。

利用已知的组装方法能够简单地装配上述模块机构12，同时保持适当的组件数量。此外，相对于例如甚至不允许几种不同成像模式的单个六百万像素照相机，包括该机构和两个例如三百万像素的照相机的该模块12的生产成本比较经济。能够轻易地与该设备周边机械结构相连地安装该机构。其具有与该装置10的电路板的嵌入式机械和电子接口连接。尤其是，这些因素使得该模块适合批量生产。

用于配置为线性移动的照相机CAM1的标志停放位置31确保了在每种选定成像模式下照相机CAM1、CAM2的正确距离和夹角。在该模块12的金属底板22中，具有用于每种成像模式的孔、锥形扩孔或者类似的凹槽31，其中与滑动部件25、或者更一般的是卡子相连接的金属片板26的凸起32固定。一旦卡子32已经固定到为其设置的标志凹槽31中，则滑动元件25以及和它一起还有附着于该元件的照相机CAM1不能沿着由金属底板22形成的滑动导轨滑动。

因为照相机单元CAM1、CAM2相对于彼此而进行的旋转被设置为按照同步的方式在调整该照相机单元CAM1、CAM2之间的距离时发生，所以例如最终的使用者根本不需要进行任何操作就可以调整照相机CAM1、CAM2的图像角度。通过简单的线性移动进行调整的照相机CAM1、CAM2之间的定位-夹角-设定使得易于选择成像模式，甚至无需特殊的电机化解决方案。

该机械结构是一种即插即用型照相机模块12，其包括几个上述的制造、组装和操作方面的技术优点。

根据本发明的装置10还包括例如由程序实现的装置14、15，以用于控制成像模式，例如选择或识别成像模式，以及用于控制该装置10的功能和处理由照相机单元CAM1、CAM2形成的图像数据。例如，从该装置10的用户接口或者由使用者手动都能够进行选择。一旦已经设定了希望的成像模式，则该装置10例如能够从图像处理电路11或者可选地从集成图像处理电路11外部识别照相机单元CAM1、CAM2彼此相对的相互位置(代码15.1)，以及选择(代码15.2)和激励所需的程序功能16.1-16.3。因此，该装置10的存储介质可以包括该装置10的处理器13按照确定的顺序实施的命令组14，该命令首先将图像传感器12.1、12.2放置在选定成像模式所需的位置上(代码16.4)，其次还处理该图像传感器12.1、12.2生成的原始数据，并且根据选定和测得的使用模式使其与针对图像信息的一个或多个算法16.1-16.3连接。

在该装置10中，本发明利用包括至少两个照相机单元CAM1、CAM2的一个照相机单元应用12实现了几种不同成像模式的配置。当然，该装置10可以包括更多的照相机单元。除了实时无赝像3D成像之外，还按照令人惊奇的方式产生了全景图像和分辨率得到本质提高的图像。利用常规单传感器配置，无论如何至少不容易利用一次单一拍摄实现这些，例如根据使用者观点从本发明的方法中所实现的。应当理解，图8a-8c所示的图像IMAGE_3D和IMAGE_S_R不需要代表所讨论的图像类型的最佳可能实例。在本文中，应当将它们理解为仅仅是为了举例。

应当理解，前面的说明书和相关附图仅仅用于表示本发明。尤其能够按照多种不同方式确保实现图像数据的处理。因此，本发明不仅仅限于上述实施例或者权利要求中限定的实施方式，本发明的许多不同变化和修改对于本领域专业人士而言是显而易见的，这些变化和修改在所附权利要求限定的发明思想的范围内都是可能的。

参考文献：

2003年5月《信号处理杂志》特刊：

[1]综述论文：2003年5月IEEE信号处理杂志，vol.20，第21-34页，S.Park，M.Park and M.Kang发表的“超分辨率图像重建技术概述(Super-Resolution Image Reconstruction A Technical Overview)”。

[2]SR方法中的数学理解：2003年5月IEEE信号处理杂志，vol.20，第62-74页，M.Ng，N.Bose发表的“超分辨率方法论的数学分析(Mathematical analysis of super-resolution methodology)”。

[3]利用光学器件的SR：2003年5月IEEE信号处理杂志，vol.20，第49-61页，D.Rajan，S.Caudhuri and M.Joshi发表的“多物镜超分辨率；概念和实例(Multi-Objective super-resolution；Concepts andExamples)”。

[4]镶嵌(接合)：2003年5月IEEE信号处理杂志，vol.20，第75-86页，A.Zisserman发表的“应用于超分辨率的计算机影像(Computer Vision Applied to Super Resolution)”。

[5]来自视频的SR：2003年5月IEEE信号处理杂志，vol.20，第75-86页，C.Segall，R.Molina and A.Katsaggelos发表的“来自低分辨率压缩视频的高分辨率图像(High Resolution images fromlow-resolution compressed video)”。

Claims

1.一种电子装置(10)，其包括：

-照相机装置(12)，用于形成和位于成像方向上的物体有关的数据，在这种情况下，所述照相机装置(12)包括至少两个照相机单元(CAM1、CAM2)以及

-数据处理装置(11)，其设置为根据当前选择的该装置(10)的成像模式处理由照相机装置(12)形成的数据，以便形成图像信息，

其特征在于，在该装置(10)中，照相机单元(CAM1、CAM2)相对于彼此的相互位置被设置为对应于当前成像模式而改变。

2.根据权利要求1所述的装置(10)，其特征在于照相机单元(CAM1、CAM2)相对于彼此的相互位置被设置为通过使用者手动移动照相机单元(CAM1、CAM2)而改变。

3.根据权利要求1或2所述的装置(10)，其还包括设置在该装置(10)一侧上的显示组件(19)，其特征在于照相机单元(CAM1、CAM2)相对于显示组件(19)设置在该装置(10)的相反侧上。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置(10)，其特征在于照相机单元(CAM1、CAM2)之间的距离(A)是固定的。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的装置(10)，其特征在于照相机单元(CAM1、CAM2)之间的距离(A)是可调整的。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的装置(10)，其特征在于照相机单元(CAM1、CAM2)彼此相连。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的装置(10)，其特征在于照相机单元(CAM1、CAM2)设置为可以相对于彼此而旋转。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的装置(10)，其特征在于在该装置(10)中设置有用于管理成像模式以及以选定的成像模式的方式处理数据的装置(14、15、16.1-16.4)。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的装置(10)，其特征在于数据处理装置(11、16.1)设置为由利用照相机单元(CAM1、CAM2)形成的数据形成3D图像信息。

10.根据权利要求9所述的装置(10)，其特征在于该装置(10)包括用于处理图像错误的装置(16.3)。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的装置(10)，其特征在于该数据处理装置(11、16.1)设置为将利用照相机单元(CAM1、CAM2)形成的数据至少部分地组合，以提高图像信息的分辨率。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的装置(10)，其特征在于该数据处理装置(11、16.2)设置为将利用照相机单元(CAM1、CAM2)形成的数据至少部分地组合，以允许全景成像模式。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的装置(10)，其特征在于在调整照相机单元(CAM1、CAM2)之间的距离时相对于彼此地旋转照相机单元(CAM1、CAM2)。

14.用于形成图像信息的系统，其包括：

-数据处理装置(11)，其设置为按照根据当前选择的成像模式的方式，处理由照相机装置(12)形成的数据，以便形成图像信息，

其特征在于，照相机单元(CAM1、CAM2)相对于彼此的相互位置被设置为对应于当前成像模式而改变。

15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于照相机单元(CAM1、CAM2)的相互位置被设置为通过使用者手动移动照相机单元(CAM1、CAM2)而改变。

16.根据权利要求14或15所述的系统，其还包括显示组件(19)，其特征在于照相机单元(CAM1、CAM2)相对于显示组件(19)瞄准相反的方向。

17.根据权利要求14-16中任一项所述的系统，其特征在于照相机单元(CAM1、CAM2)之间的距离(A)是固定的。

18.根据权利要求14-16中任一项所述的系统，其特征在于照相机单元(CAM1、CAM2)之间的距离(A)是可调整的。

19.根据权利要求14-18中任一项所述的系统，其特征在于照相机单元(CAM1、CAM2)彼此相连。

20.根据权利要求14-19中任一项所述的系统，其特征在于照相机单元(CAM1、CAM2)设置为可以相对于彼此进行旋转。

21.根据权利要求14-20中任一项所述的系统，其特征在于该系统包括用于管理成像模式以及按照根据选定的成像模式的方式处理数据的装置(14、15、16.1-16.4)。

22.根据权利要求14-21中任一项所述的系统，其特征在于数据处理装置(11、16.3)设置为根据利用照相机单元(CAM1、CAM2)形成的数据形成3D图像信息。

23.根据权利要求22所述的系统，其特征在于该系统包括用于处理图像错误的装置(14.1)。

24.根据权利要求14-23中任一项所述的系统，其特征在于该数据处理装置(11、16.1)设置为将利用照相机单元(CAM1、CAM2)形成的数据至少部分地组合，以提高图像信息的分辨率。

25.根据权利要求14-24中任一项所述的装置(10)，其特征在于该数据处理装置(11、16.2)设置为将利用照相机单元(CAM1、CAM2)形成的数据至少部分地组合，以允许全景成像模式。

26.根据权利要求14-25中任一项所述的装置(10)，其特征在于在调整照相机单元(CAM1、CAM2)之间的距离时相对于彼此地旋转照相机单元(CAM1、CAM2)。

27.电子装置(10)中用于形成图像信息的方法，其中照相机装置(12)用于对成像方向上的物体进行成像，该照相机装置(12)包括至少两个照相机单元(CAM1、CAM2)，处理装置(11)按照根据当前选择的成像模式的方式对该照相机单元形成的数据进行处理，以便形成图像信息，其特征在于，在该方法中，改变照相机单元(CAM1、CAM2)相对于彼此的相互位置，以对应于当前的成像模式。

28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，在该方法中，照相机单元(CAM1、CAM2)相对于彼此的相互位置通过使用者手动移动照相机单元(CAM1、CAM2)而改变。

29.根据权利要求27或28所述的方法，其中该装置(10)还包括设置在一侧上的显示组件(19)，其特征在于从相对于显示组件(19)的该装置(10)的相反侧进行成像。

30.根据权利要求27-29中任一项所述的方法，其特征在于利用彼此之间具有恒定距离(A)的照相机单元(CAM1、CAM2)进行成像。

31.根据权利要求27-29中任一项所述的方法，其特征在于调整照相机单元(CAM1、CAM2)之间的距离(A)。

32.根据权利要求27-31中任一项所述的方法，其特征在于照相机单元(CAM1、CAM2)相对于彼此而被旋转。

33.根据权利要求27-32中任一项所述的方法，其特征在于进行成像以形成3D图像信息。

34.根据权利要求33所述的方法，其特征在于处理数据以处理图像错误。

35.根据权利要求27-34中任一项所述的方法，其特征在于使数据至少部分地相互组合以提高图像分辨率。

36.根据权利要求27-35中任一项所述的方法，其特征在于使数据至少部分地相互组合以允许全景成像模式。

37.根据权利要求27-36中任一项所述的方法，其特征在于旋转照相机单元(CAM1、CAM2)，同时调整照相机单元(CAM1、CAM2)之间的距离(A)。

38.用于实现根据本发明的方法的程序产品(11、15)，该程序产品(11)设置为接收利用照相机装置(12)形成的、和成像方向上的物体有关的数据，并且按照根据选定成像模式的方式处理该数据，从而形成图像信息，并且该数据包括由瞄准成像方向的至少两个照相机单元(CAM1、CAM2)形成的数据，该程序产品(11、15)设置为按照根据选定的成像模式的方式处理该数据，其特征在于该程序产品(11、15)包括用于检测照相机单元(CAM1、CAM2)的相互位置的一个或多个组件(15.1)。

39.根据权利要求38所述的程序产品(11、15)，其特征在于该程序产品(11、15)包括用于根据照相机单元(CAM1、CAM2)的相互位置选择选定的成像模式的一个或多个组件(15.2)。

40.根据权利要求38或39所述的程序产品(11、15)，其特征在于该程序产品(11、15)包括用于根据照相机单元(CAM1、CAM2)的相互位置处理利用该照相机单元(CAM1、CAM2)形成的数据的一个或多个组件(11)。

41.根据权利要求38-40中任一项所述的程序产品(11、15)，其特征在于该程序产品(11)包括用于形成3D图像信息的一个或多个组件(16.3)。

42.根据权利要求41所述的程序产品(11、15)，其特征在于该程序产品(11)包括用于处理图像错误的一个或多个组件(16.3)。

43.根据权利要求38-42中任一项所述的程序产品(11、15)，其特征在于该程序产品(11)包括用于至少部分组合数据的一个或多个组件(16.1、16.2)。

44.根据权利要求38-43中任一项所述的程序产品(11、15)，其特征在于该程序产品(11)包括用于至少部分地组合数据以提高图像信息的分辨率的一个或多个组件(16.1)。

45.根据权利要求38-44中任一项所述的程序产品(11、15)，其特征在于该程序产品(11)包括用于至少部分地组合数据以形成全景图像信息的一个或多个组件(16.2)。

46.根据权利要求38-45中任一项所述的程序产品(11、15)，其特征在于该程序产品(15)包括用于按照根据选定的成像模式的方式对准照相机单元(CAM1、CAM2)的一个或多个组件(16.4)。

47.用于从成像方向上的物体形成数据的照相机模块(12)，其特征在于该照相机模块(12)包括在成像方向上对准的至少两个照相机单元(CAM1、CAM2)，该照相机单元相对于彼此的相互位置被设置为对应于选定的成像模式而改变。

48.根据权利要求47所述的照相机模块(12)，其特征在于该照相机单元(CAM1、CAM2)相对于彼此的相互位置被设置为通过调整照相机单元(CAM1、CAM2)之间的距离而改变，为此在照相机模块(12)中设置标志图案(31)，锁定该距离以对应于该成像模式。